发卡制作

有关发卡式扁线电机应用探讨

摘要：中国的科技事业几乎从零起步。从新中国成立初期吹响向科学进军的

号角，到改革开放提出科学技术是第一生产力的论断；从党的十八大后全面实施

创新驱动发展战略，到推进创新型国家建设，我国科技实力伴随经济发展同步壮

大，踏上了从科技大国迈向世界科技强国的新征程。基于低速新能源电机的研究

为对象，以3kw-5kw的平台技术上进行数据分析，对比扁线电机与圆线电机的优

略势，以及目前需要解决的问题为目的，探讨扁线电机的发展，以及扁线电机将

会被普遍应用与各行各业。

关键词：扁线电机、新能源、节能

随着社会的不断进步、科技的不断进步，能源消耗的不断增加，人们的需求

不断的提高，节能与能源高效利用一直是热门话题，关于扁线电机近几年也一直

是人们话题。

扁线电机目前的发展是围绕整车需求，扁线电机对传统圆线电机有无法比及

的技术优势。新能源汽车目前处于快速发展时期，产品质量快速提升，消费者对

性能要求越来越高。整车对电驱系统的需求主要包括：高效率，高功率密度，舒

适度的体验，高集成性和低成本；扁线电机在这多个技术指标上均高于圆线电

机。

扁线电机绕组导线横截面积为四边形，与传统圆线电机不同横截面积为圆形。

在扁线电机的定子组件制造过程中，需要把铜线绕组做成发卡形，通过插入方式

插入定子，这种扁线电机铜线绕组形似发卡故被称为发卡电机。

但是发卡式电机目前的应用还不是很广泛，他有自己有的优缺点，扁线电机

优点是材耗低、体积小、效率高、导热强、温升低、噪音小。缺点在于设计上难、

工艺难、生产设备难、扁线制作工艺难且有损耗。目前一直在研究阶段，在不断

的克服改善设计、工艺上的难题。

当然我们研究扁线电机是整体电机的，从电机端盖与定子的接触方式，定子

的固定，铜线的选材设计，加工工艺，整体组装的每一步都还在不断的实验改进

阶段，今天是在探讨扁线电机将来的一个趋势，当然了不管是在公开的资料文献

还是一些专家学者的资料研究报告能查到的文件，都在分析扁线电机的的优势，

但是我们还有很多的困难需要克服，这也是目前不能广泛应用的原因，大家都在

分析我们在耗材上的优势与能源利用上的优势，因为同样功率的扁线电机与我们

经常使用的圆线电机相比，无论是铜的耗材还是铝的耗材都会相应的减少，在圆

线铜线与扁线铜线的特点上比较，相同的铜用量，扁线铜利用率更高，以

3KW/4KW/5KW电机设计方向从理论上计算，扁线电机的铜耗要比相同功率的圆线

电机的铜耗减少30%左右，铝的耗材理论上计算扁线扁线电机要比圆线电机的铝

耗减少11%左右，同时叠高也在降低使得我们所需的硅钢的耗材也在减少，这样

看来，扁线电机的材料消耗远远低于圆线电机的材料消耗，那么为什么还没有被

广泛应用呢？

其实我们仅仅考虑的生产成本的一方面的因素，也是我们最容易计算的成本，

但是在设计与加工工艺上远比圆线电机复杂的多，一个简单的例子，拿我们设计

的5kw电驱为例，仅仅定子的磁场分析就要认真的考虑各方面的因素：极数，定

子内、外径，铁心长度与铁心材料，绕组层数，气隙，槽数，铜线线规，节距，

每槽导体数，槽满率，并联路数，并绕根数等都会对有所影响，接下来转子的结

构，关键的因素有转子外径、转子内径、转子斜极、转子斜极角度、包括铸铝的

型材等。另外的一些外部参数要求：电池电压、峰值功率、峰值功率电流、峰值

扭矩、峰值扭矩电流、额定功率、额定扭矩、额定电流最高点效率、最高工作转

速，以及相电阻、ld空载、额定电流密度、额定热负荷等，第一步才开始我们就

要先考虑的问题。

下面的磁场图

以及转矩的波形曲线分析：

模拟计算一系列的性能数据，分析不同功率下的各数据工况，如：

然后根据相关的设计参数，计算材料消耗量：

在接下来的过程中我们还有很多的加工生产方面的因素要考虑，根据有用材

质，加工工艺方面需要注意的问题，遇到的问题也在一一的进行解决。

目前研究的几个扁线电机的平台也不仅仅设计到车辆，包括扁线锥形电机也

在研究阶段，可能是我们的科技水平有限，还没有更好的在各方面成熟起来，但

是随着难题不断被攻克，扁线电机本身的优势所在，将来定会被广泛应用于新能

源，减速机，航车，航空等各领域。